感应加热表面淬火的应用

HEATS

　　一、应用：

　　承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件，要求表面层承受比心部更高的应力或耐磨性，需对工件表面提出强化要求，适于含碳量We=0.40～0.50%钢材。

! R3 N% M/ [9 O9 t # P0 F0 ~* e$ Z( {$ J$ w

　　二、工艺方法

( {( }6 g% V7 |% ~! B

　　快速加热与立即淬火冷却相结合。

- T& t0 [' e6 Z& A- f

　　通过快速加热使待加工钢件表面达到淬火温度，不等热量传到中心即迅速冷却，仅使表层淬硬为马氏体，中心仍为未淬火的原来塑性、韧性较好的退火(或正火及调质)组织。

　　三、主要方法：

　　感应加热表面淬火(高频、中频、工频),火焰加热表面淬火，电接触加热表面淬火，电解液加热表面淬火，激光加热表面淬火，电子束加热表面淬火。

+ L; [8 E& W1 J' a+ A4 N , m; z1 L+ p" x* Q2 a" o9 Y9 b

　　四、感应加热表面淬火

　　(一)基本原理：

) C7 O( Z( N0 d ( C T/ ]& U5 S' } J ]5 y0 b& {

　　将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热(几秒钟内即可升温800～1000度，心部仍接近室温)后立即喷水冷却(或浸油淬火)，使工件表面层淬硬。(如下面动画所示)

4 E! F7 V8 T# c1 m, |( _

　　(二)加热频率的选用

　　室温时感应电流流入工件表层的深度δ(mm)与电流频率f(HZ)的关系为

Y( H( h+ ]) K7 o1 T

　　δ

. f, S" q9 N5 {2 [! X

　　频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。

$ r. d+ i; V. C2 O 0 a8 D/ i/ {# Y% m

　　常用的电流频率有：

　　1、高频加热：100～500KHZ，常用200～300KHZ，为电子管式高频加热，淬硬层深为0.5～2.5mm，适于中小型零件。

/ I2 N b- s& h3 M

　　2、中频加热：电流频率为500～10000HZ，常用2500～8000HZ，电源设备为机械式中频加热装置或可控硅中频发生器。淬硬层深度～10 mm。适于较 大直径的轴类、中大齿轮等。

+ {- {. q; a9 O- @8 |0 U6 S$ c

　　3、工频加热：电流频率为50HZ。采用机械式工频加热电源设备，淬硬层深可达10～20mm，适于大直径工件的表面淬火。

]; I, R, L1 h& D

　　(三)、感应加热表面淬火的应用：

, {3 e+ S/ ?, q/ R2 Y* { 3 j8 c* {1 x; p: V

　　与普通加热淬火比较具有：

$ x( P/ n! R5 a6 i* c I

　　1、加热速度极快，可扩大A体转变温度范围，缩短转变时间。

　　2、淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体，硬度稍高(2～3HRC)。脆性较低及较高疲劳强度。

% k' S" T/ o8 Q- X2 K

　　3、经该工艺处理的工件不易氧化脱碳，甚至有些工件处理后可直接装配使用。

9 i! ?1 M) }& y' u( B, H4 b: M- p 6 U: q, ^" f: @( T; B& S3 b

　　4、淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。

　　五、火焰表面加热淬火

4 x' J, f4 A1 r) E w$ d6 |' t" Y8 ~+ v1 [

　　适于中碳钢35、45钢和中碳合金结构钢40Cr及65Mn、灰口铸铁、合金铸铁的火焰表面淬火。是用乙炔-氧或煤气-氧混合气燃烧的火焰喷射快速加热工件。工件表面达到淬火温度后，立即喷水冷却。淬硬层深度为2～6mm，否则会引起工件表面严重过热及变形开裂。【MechNet】

3 E! t T. P$ D+ R 3 |" D) \+ ~5 V* X; e# t